大学物理实验薄透镜焦距的测量
(20)
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a. 学会简单光学系统的共轴调节;
b. 掌握几种测量薄透镜焦距的方法.
光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜
1. 凸透镜焦距的测量方法
(1) 自准法
(2) 位移法
2. 凹透镜焦距的测量方法
物距像距法
1. 光学系统的共轴调节
2. 测凸透镜的焦距
3. 测凹透镜的焦距
1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。

（5分）
2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。

（5分）
3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。

（5分）
4、报告的书写要整洁规范。

（5分）
1、不能用手直接摸透镜的表面。

（5分）
2、是否调节共轴。

（5分）
3、对实验的原理是否掌握。

（10分）
4、实验操作的熟练程度。

（15分）
5、是否读出合理的数据。

（5分）
a．自准法测凸透镜的焦距（10分）
测次透镜位置/cm 屏位置焦距f/cm
/cm 左右平均 1 28．20 28．30 28．25 10．00 18．25
2 28．30 28．40 28．35 10．00 18．35
3 28．30 28．35 28．325 10．00 18．325
4 28．30 28．3
5 28．325 10．00 18．325 5 28．35 28．40 28．375 10．00 18．375
6 28．30 28．40 28．35 10．00 18．35 平均 28．29 28．3
7 28．33 10．00 18．33 ??f=18.33?0.05(cm) f
E=0.27％
b.位移法测凸透镜焦距（10分）
次数 ?f(cm) D/cm d/cm F=(D-d)(D-d)/4D 1 80.00 60.50-38.90=21.60 18.54 0.00 2 80.00 60.40-39.00=21.40 18.56 0.02 3 80.00 60.50-
38.90=21.60 18.54 0.00 4 80.00 60.50-38.95=21.55 18.55 0.01 5 80.00 60.60-38.90=21.70 18.52 0.02 6 80.00 60.50-39.00=21.50 18.55 0.01 平均80.00 21.56 18.54 0.01
f??f=18.54?0.05(cm)
E=0.27％
c. 物距-像距法测凹透镜焦距（10分）
次数物距（cm）像距（cm）焦距（cm） ?f(cm)
1 -8.93 13.93 -24.88 0.81
2 -8.95 13.95 -24.97 0.72
3 -9.27 14.27 -26.46 0.77
4 -9.20 14.20 -27.26 1.57
5 -9.44 14.44 -26.13 0.44
6 -8.83 13.83 -24.42 1.2
7 平均 -9.10 14.09 -25.69 0.93
f??f= -26?1(cm)
E=3.6％
1、每个处理过程10分，焦距的计算5分，误差的处理5分。

2、误差的表示形式要注意，特别要注意有效数字。

（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点？
答这种方法可以不用测量透镜的位置，从而避免透镜中心位置的不确定而带
来物距和相
距的误差。

（2）为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时，测量u和v都用毫米刻
度的米尺就可
以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1％。

答设物距为20cm，毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm，其相对误差为
0.25％，故没必要用更高精度的仪器。

（3）如果测得多组u，v值，然后以u+v为纵轴，以uv为横轴，作出实验的
曲线属于什么
类型，如何利用曲线求出透镜的焦距f。

答直线；1/f为直线的斜率。

（4）试证：在位移法中，为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f？
22 2 由f=(D+d)(D-d)/4D ? D-4Df=d ? D(D-4f)=d 因为d>0 and D>0 故D>4f。